W systemach przetwarzania petrochemicznego, Manometr z membraną petrochemiczną PP jest szeroko stosowany do pomiaru ciśnienia w mediach korozyjnych, lepkich lub krystalizujących. Orientacja instalacji ma bezpośredni wpływ na warunki obciążenia membrany, zachowanie medium na granicy faz pomiarowych, dokładność pomiaru i długoterminową żywotność. Instalacje poziome i pionowe są dopuszczalne pod względem technicznym, jeśli są stosowane w odpowiednich warunkach pracy.
Charakterystyki strukturalne i ich związek z orientacją instalacji
Manometr z membraną PP wykorzystuje membranę polipropylenową do izolowania mediów procesowych od wewnętrznego mechanizmu pomiarowego. Ciśnienie przekazywane jest poprzez sprężyste odkształcenie powierzchni membrany. Równomierność naprężenia membrany i stan medium procesowego na styku membrany są ściśle powiązane z orientacją instalacji.
Polipropylen ma niską gęstość i doskonałą odporność chemiczną. Przy różnych kierunkach montażu rozkład ciśnienia statycznego i wpływ grawitacji medium procesowego różnią się, co sprawia, że orientacja instalacji jest ważnym czynnikiem inżynierskim.
Warunki i zastosowania instalacji pionowej
Gwintowanie pod ciśnieniem z boku lub od góry na rurociągach
Instalacja pionowa jest najczęstszą konfiguracją w zakładach petrochemicznych. Tarcza manometru skierowana jest do góry, a przyłącze procesowe znajduje się na dole. Ta konfiguracja jest odpowiednia do bocznych lub górnych punktów poboru ciśnienia na rurociągach i zbiornikach.
W przypadku montażu pionowego ciśnienie procesowe rozkłada się równomiernie na powierzchnię membrany. Kierunek odkształcenia membrany pokrywa się z osią projektową układu pomiarowego, co przyczynia się do stabilnego przenoszenia ciśnienia.
Pomiar mediów płynnych
W przypadku mediów ciekłych montaż pionowy pomaga zapobiegać gromadzeniu się kieszeni gazowych przed membraną. Uwięziony gaz może w naturalny sposób unosić się w linii technologicznej, dzięki czemu komora membrany pozostaje całkowicie wypełniona cieczą.
Statyczny efekt słupa cieczy jest przewidywalny, a stabilność punktu zerowego pozostaje stała przez długie okresy pracy.
Długotrwała praca z mediami korozyjnymi
Systemy petrochemiczne często obejmują mocne kwasy i zasady. Montaż pionowy zmniejsza prawdopodobieństwo osadzania się mediów na powierzchni membrany. Operacje czyszczenia i płukania są łatwiejsze do wykonania, co poprawia czystość membrany i niezawodność pomiarów.
Warunki montażu poziomego i praktyczne zastosowanie
Ograniczona przestrzeń pionowa wokół sprzętu
W niektórych reaktorach, kolumnach lub systemach montowanych na płozach pionowa przestrzeń montażowa może być ograniczona. Montaż poziomy staje się praktyczną alternatywą, z przyłączem manometru skierowanym w bok i tarczą skierowaną w bok.
Konfiguracja ta wymaga odpowiedniego ustawienia powierzchni membrany i kierunku przepływu procesu, aby uniknąć miejscowej koncentracji naprężeń.
Media o wysokiej lepkości lub krystalizujące
Instalacja pozioma zapewnia korzyści podczas pomiaru płynów o dużej lepkości lub mediów podatnych na krystalizację. Równoległe powiązanie przepływu czynnika z powierzchnią membrany poprawia efekt samooczyszczania.
Gromadzenie się ciał stałych lub skrystalizowanych osadów w środku membrany jest mniejsze, co pomaga w utrzymaniu stabilności pomiaru.
Krótka odległość przenoszenia ciśnienia
Montaż poziomy jest odpowiedni, gdy manometr jest zainstalowany blisko przyłącza procesowego. Krótkie ścieżki przenoszenia ciśnienia zmniejszają opóźnienie reakcji i minimalizują wpływ strat ciśnienia związanych z orientacją.
Wpływ orientacji instalacji na dokładność pomiaru
Montaż pionowy wyrównuje odkształcenia membrany z zaprojektowaną osią pomiaru. Liniowość i powtarzalność są na ogół lepsze, szczególnie w zastosowaniach związanych z precyzyjnym monitorowaniem ciśnienia.
Montaż poziomy wprowadza boczne składowe siły działające na membranę. Dobrze zaprojektowane struktury membrany mogą kompensować te siły, ale w systemach o wysokiej dokładności może być wymagana kalibracja specyficzna dla orientacji.
Zmiany orientacji instalacji mogą wprowadzić przesunięcie zera. Kalibrację fabryczną przeprowadza się zwykle w pozycji pionowej, dlatego w przypadku montażu poziomego weryfikacja na miejscu jest ważna.
Orientacja instalacji i żywotność membrany
Montaż pionowy zapewnia równomierne obciążenie membrany i zrównoważony rozkład zmęczenia materiału. Długoterminowa niezawodność jest poprawiona w stałych warunkach pracy.
Montaż poziomy w warunkach zmieniającego się ciśnienia może prowadzić do asymetrycznego odkształcenia membrany. Może to zwiększyć miejscowe zmęczenie materiału, chyba że grubość membrany i podparcie konstrukcyjne zostaną odpowiednio wybrane.
Membrany polipropylenowe wykazują dobrą odporność na zmęczenie w typowych warunkach petrochemicznych, ale niewłaściwa orientacja montażu może skrócić żywotność.
Kwestie dotyczące konserwacji i dostępności
Instalacja pionowa umożliwia bezpośrednią widoczność tarczy skierowanej do przodu. Rutynowa kontrola i odczyt są skuteczne i wygodne dla operatorów.
Operacje opróżniania, płukania i wymiany są łatwiejsze do wykonania. Personel zajmujący się konserwacją korzysta z lepszego dostępu i ergonomii.
Instalacja pozioma może ograniczać widoczność i przestrzeń konserwacyjną w kompaktowych układach sprzętu. Czynnik ludzki i dostępność należy ocenić podczas projektowania systemu.
Typowe praktyki instalacyjne w zakładach petrochemicznych
W systemach przetwarzania cieczy o działaniu ciągłym powszechnie stosuje się instalację pionową w celu zapewnienia stabilnej wydajności.
W przypadku mediów o dużej lepkości, zawierających ciała stałe lub krystalizujących korzystne może być zastosowanie instalacji poziomej w kontrolowanych warunkach.
Instalacje zewnętrzne wymagają uwzględnienia narażenia na wodę deszczową i kurz. Montaż pionowy upraszcza konstrukcję obudowy ochronnej.
